DE102019100577B3 - Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug - Google Patents
Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019100577B3 DE102019100577B3 DE102019100577.9A DE102019100577A DE102019100577B3 DE 102019100577 B3 DE102019100577 B3 DE 102019100577B3 DE 102019100577 A DE102019100577 A DE 102019100577A DE 102019100577 B3 DE102019100577 B3 DE 102019100577B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- post
- cat
- cat lambda
- osc
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0295—Control according to the amount of oxygen that is stored on the exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
- F01N2900/0422—Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1624—Catalyst oxygen storage capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
- F02D2200/0816—Oxygen storage capacity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Onboard-Diagnose in einem Fahrzeug mit einem Katalysator und einer lambdageregelten Brennkraftmaschine im laufenden Fahrbetrieb, wobei dem Katalysator mindestens eine Vorkat-Lambdasonde vorgeschaltet und eine Nachkat-Lambdasonde nachgeschaltet ist. Beide Lambdasonden geben entsprechende Sensorsignale aus, wobei eine Plausibilisierung der Sensorsignale erfolgt, indem mittels einer OSC-Diagnose eine Ermittlung der aktuell maximal möglichen aktuellen Sauerstoffbeladung des Katalysators sowie einer gemessenen Zeitspanne zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde zur Nachkat-Lambdasonde erfolgt, und mittels eines Injektortests ein theoretischer Restsauerstoffgehalt ermittelt wird. Aus der aktuellen Sauerstoffbeladung und dem theoretischen Restsauerstoffgehalt wird eine theoretische Zeitspanne zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde zur Nachkat-Lambdasonde ermittelt. Wenn der Quotient zwischen gemessener Zeitspanne und theoretischer Zeitspanne innerhalb eines vorgegebenen durch einen ersten und einen zweiten Schwellwert abgegrenzten Bereich liegt, wird bestimmt, dass die Vorkat-Lambdasonde und die Nachkat-Lambdasonde fehlerfrei arbeiten.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug.
- Aktuelle Ottomotorenkonzepte können ihre Potentiale bzgl. Leistung, Verbrauch, Dynamik, aber auch Emissionen nur durch intakte Systemkomponenten entfalten. Schon kleine Defekte verhindern einen sauberen Motorlauf nachhaltig. Deshalb sind Onboard Diagnosefunktionen, welche auf dem Steuergerät im Fahrbetrieb ablaufen, notwendig, um die Komponenten in ihren verschiedenen Betriebsbereichen zu diagnostizieren. Einige solche Diagnosefunktionen sind bereits per Gesetz vorgeschrieben. Beispielsweise ist bereits eine Onboard Diagnosefunktion zur Katalysatordiagnose bekannt, die sogenannte OSC-Diagnose. Bei der OSC-Diagnose wird die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC=Oxygen Storage Capacity), also die Fähigkeit zur Konvertierung von schädlichen Abgasen, bestimmt. Auch sind bereits Injektorenprüfungen für den Service, z.B. in einer Fachwerkstatt, bekannt, bei denen z.B. eine Gemischmassenbilanzierung mittels Lambdasonde durchgeführt wird. Aus der
DE102014218430A1 ist ein Verfahren zum verbesserten Injektorentest bei Fahrzeugen bekannt. Hierbei können Einspritzdüsendefekte mit einer Aussage über die Art des Defekts bestimmt werden. Dieses Verfahren wird allerdings nicht als Online-Diagnose ausgeführt, sondern unter vorgegebenen Bedingungen im Leerlauf des Fahrzeugs. Weiterer Stand der Technik ist in der US-PatentanmeldungUS 2003 / 0 097 873 A1 DE 10 2005 038 492 A1 undDE 102 60 721 A1 offenbart. - Außerdem könnten aktive Diagnosen wie beim Service, z.B. eine Ansteuerung von Aktoren und Rückmessung der Sensorsignale, während des Fahrbetriebs den Kunden während der Fahrt stören oder irritieren. Außerdem sind aktive Diagnosen im Service auf wenige last- und drehzahlarme Betriebspunkte beschränkt, so dass lediglich ein kleiner Bereich des Betriebs des Fahrzeugs abgebildet werden kann und betriebspunktabhängige Fehler der Hochdruckeinspritzung möglicherweise nicht detektiert werden können.
- Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Online-Diagnose von Injektoren bereitzustellen, um sowohl eine Plausibilisierung von Sensorsignalen als auch eine Berechnung kraftstoffspezifischer Kenngrößen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Onboard-Diagnose in einem Fahrzeug mit einem Katalysator und einer lambdageregelten Brennkraftmaschine im laufenden Fahrbetrieb, wobei dem Katalysator mindestens eine Vorkat-Lambdasonde vorgeschaltet und eine Nachkat-Lambdasonde nachgeschaltet ist. Beide Lambdasonden geben entsprechende Sensorsignale aus, wobei eine Plausibilisierung der Sensorsignale erfolgt, indem mittels einer OSC-Diagnose eine Ermittlung der aktuell maximal möglichen Sauerstoffbeladung des Katalysators sowie einer gemessenen Zeitspanne zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde zur Nachkat-Lambdasonde erfolgt, und mittels eines Injektortests ein theoretischer Restsauerstoffgehalt ermittelt wird. Aus der aktuellen Sauerstoffbeladung und dem theoretischen Restsauerstoffgehalt wird eine theoretische Zeitspanne zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde zur Nachkat-Lambdasonde wie folgt ermittelt: Δttheo = OSC / ṁRO2. Wenn der Quotient zwischen gemessener Zeitspanne und theoretischer Zeitspanne innerhalb eines vorgegebenen durch einen ersten und einen zweiten Schwellwert abgegrenzten Bereich liegt, also: SW1 ≤ Δt/Δttheo ≤ SW2, wird bestimmt, dass die Vorkat-Lambdasonde und die Nachkat-Lambdasonde fehlerfrei arbeiten, d.h. kein Eingriff von außen nötig ist.
- Das Verfahren wird für Einspritzmotoren, insbesondere im Automobilbereich, eingesetzt. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann eine für den Fahrer im Wesentlichen unmerkliche, präventive Diagnose und Plausibilisierung von Sensorsignalen im laufenden Fahrbetrieb erfolgen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
1 zeigt ein Ablaufdiagramm, welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung der Überwachung von Sensorsignalen und zur quantitativen Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug verdeutlicht. - In der oben bereits erwähnten
DE102014218430A1 wird ein Injektortest vorgestellt, welcher bereits kleine Schäden an Injektoren erkennen kann. Allerdings ist dieses Verfahren für den Service vorgesehen, also nicht zur Online- oder Onboard Diagnose OBD, also einer Diagnose im laufenden Fahrbetrieb. - Bei dem vorgeschlagenen Injektortest wird für eine jeweilige Zylinderbank im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors eine Anzahl von aufeinander folgenden Testschritten ausgeführt, welche größer als die Anzahl der Zylinder der jeweiligen Zylinderbank ist, wobei in einem jeweiligen Testschritt für die einzelnen Einspritzdüsen Gemischfaktoren eingestellt sind, welche jeweils den durch die einzelne Einspritzdüse bei deren Ansteuerung generierten Kraftstoffmassenstrom festlegen. Für zumindest manche aufeinanderfolgenden Testschritte werden ein oder mehrere Gemischfaktoren von einem Testschritt zum nächsten verändert. Und während der Testschritte werden Messungen des Lambdawerts des von der Zylinderbank abgeführten Abgasstroms und Messungen des der Zylinderbank zugeführten Luftmassenstroms durchgeführt. Nach Durchführung der Anzahl von Testschritten werden ein Normabweichungswert für jede Einspritzdüse sowie ein Gesamt-Leckagestrom ermittelt, wobei der NormabweichungsWert für eine jeweilige Einspritzdüse eine Abweichung des durch die jeweilige Einspritzdüse erzeugten Kraftstoffmassenstroms von einem Normbetriebswert der jeweiligen Einspritzdüse beschreibt und der Gesamt-Leckagestrom den Kraftstoffmassenstrom beschreibt, der durch Leckagen aller Einspritzdüsen der jeweiligen Zylinderbank verursacht ist. Die Ermittlung der Normabweichungswerte für die jeweiligen Einspritzdüsen und des Gesamt-Leckagestroms erfolgt derart, dass ein Gleichungssystem rechnergestützt gelöst wird, welches für einen jeweiligen Testschritt eine Gleichung umfasst, welche die Normabweichungswerte und den Gesamt-Leckagestrom in Abhängigkeit von den im jeweiligen Testschritt eingestellten Gemischfaktoren, einem für den jeweiligen Testschritt gültigen und aus den Messungen des Lambdawerts abgeleiteten Lambdawert und einem für den jeweiligen Testschritt gültigen und aus den Messungen des Luftmassenstroms abgeleiteten Luftmassenstrom beschreibt. Im Falle, dass zumindest ein Normabweichungswert für eine jeweilige Einspritzdüse außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt, wird ein erster Einspritzdüsendefekt in der jeweiligen Zylinderbank in der Form einer Abweichung bei der Einspritzmenge zumindest einer Einspritzdüse detektiert. Im Falle, dass der Gesamt-Leckagestrom größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, wird ein zweiter Einspritzdüsendefekt in der jeweiligen Zylinderbank in der Form einer Leckage zumindest einer Einspritzdüse detektiert.
- Da in der gesetzesrelevanten und bereits bekannten OSC-Diagnose Veränderungen im Kraftstoffgemisch gemessen werden, erfolgt erfindungsgemäß eine Kopplung der Ausführung von Vertrimmungsschritten des Injektortests an die OSC-Diagnose, deren Grundprinzip nachfolgend kurz erläutert wird. Die OSC-Diagnose wird im Fahrbetrieb ausgeführt und benutzt die gezielte Vertrimmung der Einspritzmengen gv (=Gemischvertrimmung), also Veränderung der Kraftstoffmassen ṁK je Zylinder, um Fett-/Magersprünge im Abgas zu provozieren. Die genannten Fett-/Magersprünge verändern die Zusammensetzung des Abgases und damit den mit der Lambdasonde messbaren Restsauerstoffgehalt. Diese Änderung kann mit Hilfe von Lambdasonden aufgenommen und ausgewertet werden, wobei zuerst die Vor-Kat-Lambdasonde eine Veränderung im Kraftstoffgemisch misst, und dann das Abgas den Katalysator durchfließt und die Nach-Kat-Lambdasonde flussabwärts erreicht. Die Zeit zwischen den gemessenen Veränderungen im Kraftstoffgemisch wird genutzt, um bei definiertem Magersprung eine Totzeit zwischen Vor-Kat- und Nach-Kat-Lambdasonde aufzuzeigen. Die Totzeit korreliert mit der Fähigkeit des Katalysators, Sauerstoffmoleküle einzuspeichern (OSC) und für die Abgaskonvertierung bereitzustellen. Auf das Ergebnis der OSC-Diagnose kann im Fehlerfall als Fehlerspeicher und Fehleranzeige getriggert werden.
- Um die beiden Verfahren so miteinander zu kombinieren, dass die Diagnose für den Fahrer im laufenden Fahrbetrieb möglichst unmerklich erfolgt, werden Randbedingungen RB vorgegeben, welche erfüllt werden müssen, um den Injektortest während des Fahrbetriebs zu starten. Solche Randbedingungen RB können eine kontinuierliche Fahraufgabe, ein Leerlauf oder ein Stand des Fahrzeugs sein, d.h. das Fahrzeug befindet sich für einen vorbestimmten Zeitraum in einem bestimmten Fahrmodus, z.B. einer ruhigen Fahrt ohne starke Beschleunigung oder starkes Abbremsen. Dies kann durch im Fahrzeug vorhandene Systeme bestimmt oder vorhergesagt werden, je nach Ausstattung des Fahrzeugs. Somit kann eine Auswertung direkt im Fahrzeug erfolgen und Unregelmäßigkeiten z.B. nicht plausible Zustände rechtzeitig vor dem Ausfall einer Komponente erkannt werden.
- Erfindungsgemäß wird während des Fahrbetriebs die OSC-Diagnose und der Injektortest gemeinsam durchgeführt, wobei eine gleichzeitige Nutzung von gleichen Vertrimmungen des Kraftstoffgemischs der Zylinder erfolgt. Dabei ermittelt die OSC-Diagnose eine Zeitspanne Δt bis ein magerer Durchbruch des Sauerstoffs von λVorKat auch in λNachKat zu sehen ist, was mit den beiden Lambdasonden vor und nach dem Katalysator, beginnend im unbeladenen Zustand, gemessen wird. Die OSC-Diagnose ermittelt damit auch eine gemessene Sauerstoffspeicherfähigkeit OSC. Der Injektortest ermittelt für die vorliegende Erfindung den theoretischen Restsauerstoffgehalt ṁRO2 als Funktion der Gemischqualität unter der Annahme, dass λVerbrennung = λVorKat, sowie dem Luftmassenstrom mshfm. Der theoretische Restsauerstoffgehalt ṁRO2 ist eine Funktion der chemischen Umsatzqualität und kann aus Tabellenbüchern für die Oxidation von Kohlenwasserstoffen entnommen werden.
- Für die erfindungsgemäße Plausibilisierung der Sensorsignale werden Größen aus dem weiter oben und in der
DE102014218430A1 beschriebenen Injektortest und der OSC-Diagnose verglichen. Dabei sind die Anzahl der Zylinder Anz und der sogenannte Cylinder-Balancing-Faktor cb, welcher ein prozentualer Anpassungsfaktor des Kraftstoffstroms ist, bekannt. - Aus dem Injektortest werden die nachfolgenden Größen verwendet: Eingangsgrößen (im Steuergerät bzw. der Steuereinrichtung gemessen oder gerechnet):
- gvi eingestellte Gemischfaktoren pro Testschritt i, - λVor, Lambdawert vor dem Katalysator, - mshfm einer Zylinderbank zugeführter Luftmassenstrom, z.B. gemessen durch einen Heißfilmluftmassenmesser auch bezeichnet als ṁL - λSoll gewünschter Lambdawert der Kraftstoffverbrennung in der Brennkammer, bekannt aus der Betriebsstrategie des Steuergeräts - Lst stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis. - oi Normabweichungswert für eine jeweilige Einspritzdüse, - Lo, sum Gesamt-Leckagestrom aller Einspritzdüsen der getesteten Zylinderbank. -
- Aus dieser Beziehung kann insbesondere der Injektorfehler oi bestimmt werden.
- Aus der OSC-Diagnose werden die nachfolgenden Größen verwendet:
- Eingangsgrößen (im Steuergerät bzw. der Steuereinrichtung gemessen oder gerechnet):
- Ausgangsgrößen (berechnet):
- Δt Zeit(spanne) zwischen Magerdurchbruch von λVor zu λNach, - OSC gemessene Sauerstoffspeicherfähigkeit. - Mit Hilfe des theoretischen Restsauerstoffgehalts ṁRO2 aus dem Injektortest und des gemessenen OSC-Werts aus der OSC-Diagnose kann ein theoretischer Δttheo Wert ermittelt werden: Δttheo = OSC / ṁRO2.
- Aus dem Vergleich von in der OSC-Diagnose gemessenem Δt und gerechnetem Δttheo wird eine Plausibilisierung der Messgrößen gegeneinander ermöglicht.
-
-
- Wenn der Quotient nicht innerhalb der vorgegebene Schwellwerte liegt, muss geprüft werden, ob z.B. λVerbrennung ≠ λVorKat, d.h. dass eine oder beide der Lambda-Sonden beschädigt ist. Wenn der Luftmassenstrom mshfm ungenau gemessen ist, kann der Sensor beschädigt sein.
- Außerdem kann im Falle, dass die Sensorsignale für nicht fehlerbehaftet angesehen werden, also Lambda-Sensoren und Luftmassenwert ok in
1 , eine Ermittlung, genauer quantitative Bestimmung, kraftstoffspezifischer Kenngrößen erfolgen. -
-
- Dabei ist ṁK der durch Leckagen und die Nutzmasse aller Einspritzdüsen der jeweiligen Zylinderbank verursachte tatsächliche Kraftstoffmassenstrom. Dieser kann während des Injektortests berechnet werden.
-
- Es kann also durch vorhandene, bekannte oder aus bestimmten Diagnoseverfahren oder Tests ermittelte Beziehungen das stöchiometrische Kraftstoff-Luftverhältnis Lst quantitativ bestimmt werden. Dieses ist für die Vorsteuerung des in den Injektor zugeführten Gemischs wichtig und notwendig.
- gvi | eingestellte Gemischfaktoren pro Testschritt, |
- λVor | Lambdawert vor dem Katalysator, |
- λNach | Lambdawert nach dem Katalysator. |
Claims (7)
- Verfahren zur Onboard-Diagnose in einem Fahrzeug mit einem Katalysator und einer lambdageregelten Brennkraftmaschine im laufenden Fahrbetrieb, wobei dem Katalysator mindestens eine Vorkat-Lambdasonde vorgeschaltet und eine Nachkat-Lambdasonde nachgeschaltet ist, wobei beide Lambdasonden entsprechende Sensorsignale (λVor, λNach) ausgeben, wobei eine Plausibilisierung der Sensorsignale (λVor, ÄNach) erfolgt, indem - mittels einer OSC-Diagnose eine Ermittlung der aktuell maximal möglichen Sauerstoffbeladung (OSC) des Katalysators sowie einer gemessenen Zeitspanne (Δt) zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde (λVor) zur Nachkat-Lambdasonde (λNach) erfolgt, und - mittels eines Injektortests ein theoretischer Restsauerstoffgehalt im Abgas (ṁRO2) ermittelt wird, wobei - aus der aktuellen Sauerstoffbeladung (OSC) und dem theoretischen Restsauerstoffgehalt (ṁRO2) eine theoretische Zeitspanne (Δttheo) zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde zur Nachkat-Lambdasonde wie folgt ermittelt wird: Δttheo = OSC / ṁRO2, und wobei - wenn der Quotient zwischen gemessener Zeitspanne (Δt) und theoretischer Zeitspanne (Δttheo) innerhalb eines vorgegebenen durch einen ersten und einen zweiten Schwellwert (SW1; SW2) abgegrenzten Bereich liegt, also:
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei gilt, dass der erste Schwellwert (SW1) innerhalb eines Bereichs von 0,95 bis 0,97 liegt, und der zweite Schwellwert (SW2) innerhalb eines Bereichs von 1,03 bis 1,05 liegt. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei, wenn bestimmt wurde, dass die Vorkat-Lambdasonde und die Nachkat-Lambdasonde fehlerfrei arbeiten, eine quantitative Bestimmung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses (Lst) wie folgt erfolgt: - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Onboard-Diagnose nur ausgeführt wird, wenn vorgegebene Randbedingungen erfüllt werden.
- Verfahren nach
Anspruch 4 , wobei vorgegebene Randbedingungen zumindest eines aus einer kontinuierlichen Fahraufgabe, einem Leerlauf oder einem Stand des Fahrzeugs umfassen. - Steuereinrichtung, insbesondere Motortesteinrichtung, zur Onboard-Diagnose in einem Fahrzeug mit einem Katalysator und einer lambdageregelten Brennkraftmaschine im laufenden Fahrbetrieb, wobei dem Katalysator mindestens eine Vorkat-Lambdasonde vorgeschaltet und eine Nachkat-Lambdasonde nachgeschaltet ist, wobei beide Lambdasonden entsprechende Sensorsignale (λVor, λNach) ausgeben, wobei eine Plausibilisierung der Sensorsignale (λVor, λNach) erfolgt, indem das folgende Verfahren ausgeführt wird: - mittels einer OSC-Diagnose eine Ermittlung der aktuell maximal möglichen Sauerstoffbeladung (OSC) des Katalysators sowie einer gemessenen Zeitspanne (Δt) zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde (λVor) zur Nachkat-Lambdasonde (λNach) erfolgt, und - mittels eines Injektortests ein theoretischer Restsauerstoffgehalt im Abgas (ṁRO2) ermittelt wird, wobei - aus der aktuellen Sauerstoffbeladung (OSC) und dem theoretischen Restsauerstoffgehalt (ṁRO2) eine theoretische Zeitspanne (Δttheo) zwischen Magerdurchbruch der Vorkat-Lambdasonde zur Nachkat-Lambdasonde wie folgt ermittelt wird: Δttheo = OSC / ṁRO2, und wobei - wenn der Quotient zwischen gemessener Zeitspanne (Δt) und theoretischer Zeitspanne (Δttheo) innerhalb eines vorgegebenen durch einen ersten und einen zweiten Schwellwert (SW1; SW2) abgegrenzten Bereich liegt, also:
- Fahrzeug, aufweisend einen Verbrennungsmotor, einen Katalysator mit einer Vorkat-Lambdasonde und einer Nachkat-Lambdasonde, sowie Einspritzdüsen zur Zuführung von Kraftstoff in die Brennkammern des Verbrennungsmotors, wobei das Fahrzeug eine Steuereinrichtung nach
Anspruch 6 aufweist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019100577.9A DE102019100577B3 (de) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug |
US17/297,334 US11384676B2 (en) | 2019-01-11 | 2019-12-09 | Method for monitoring sensor signals and quantitative determining of the stoichiometric fuel-air ratio of the type of fuel used by means of an injector test and catalyst diagnosis in a vehicle |
CN201980074137.2A CN112996997B (zh) | 2019-01-11 | 2019-12-09 | 用于进行车载诊断的方法和控制装置以及车辆 |
PCT/EP2019/084251 WO2020143968A1 (de) | 2019-01-11 | 2019-12-09 | Verfahren zur überwachung von sensorsignalen und quantitative ermittlung des stöchiometrischen kraftstoff-luftverhältnisses des gefahrenen kraftstoffs mittels injektortest und katalysatordiagnose in einem fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019100577.9A DE102019100577B3 (de) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019100577B3 true DE102019100577B3 (de) | 2019-12-19 |
Family
ID=68724946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019100577.9A Active DE102019100577B3 (de) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11384676B2 (de) |
CN (1) | CN112996997B (de) |
DE (1) | DE102019100577B3 (de) |
WO (1) | WO2020143968A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020110396A1 (de) | 2020-04-16 | 2021-10-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erkennung von defekten Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors |
DE102021114932A1 (de) | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine sowie Steuereinheit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018209609A1 (de) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | MTU Aero Engines AG | Inspektionsverfahren und System |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030097873A1 (en) | 2001-11-26 | 2003-05-29 | Gopichandra Surnilla | System and method for determining degradation of an exhaust gas sensor in an engine |
DE10260721A1 (de) | 2002-12-23 | 2004-07-29 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose der dynamischen Eigenschaften einer zur zylinderindividuellen Lambdaregelung verwendeten Lambdasonde |
DE102005038492A1 (de) | 2005-08-13 | 2007-02-15 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Offsetbestimmung eines berechneten oder gemessenen Lambdawertes |
DE102014218430A1 (de) | 2014-09-15 | 2016-03-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erkennung von defekten Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10017931A1 (de) * | 2000-04-11 | 2001-12-06 | Siemens Ag | Verfahren zur Diagnose einer Abgasreinigungsanlage einer lambdageregelten Brennkraftmaschine |
US6694243B2 (en) * | 2001-02-27 | 2004-02-17 | General Motors Corporation | Method and apparatus for determining oxygen storage capacity time of a catalytic converter |
DE10331334B4 (de) * | 2003-07-10 | 2012-12-20 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
JP4844257B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2011-12-28 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
JP2008031901A (ja) | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化検出装置 |
DE102012211687B4 (de) * | 2012-07-05 | 2024-03-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuereinheit zur Erkennung eines Spannungsoffsets einer Spannungs-Lambda-Kennlinie |
DE102013201734A1 (de) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasondenanordnung im Abgassystem einer Brennkraftmaschine |
KR101619597B1 (ko) * | 2014-08-01 | 2016-05-10 | 현대자동차주식회사 | 후방 산소센서의 고장 검출 방법 |
US10995647B2 (en) * | 2015-11-20 | 2021-05-04 | Cummins, Inc. | Systems and methods for using oxygen to diagnose in-range rationality for NOx sensors |
GB2529781A (en) * | 2015-12-01 | 2016-03-02 | Gm Global Tech Operations Inc | Method of detecting a clogging of a fuel injector in an internal combustion engine |
US9650981B1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-05-16 | GM Global Technology Operations LLC | Adjustment of measured oxygen storage capacity based on upstream O2 sensor performance |
US10001045B2 (en) * | 2016-11-18 | 2018-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Non-intrusive air/fuel sensor diagnostics |
WO2018106771A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Cummins Inc. | Systems and methods for catalyst sensor diagnostics |
US11105291B1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-08-31 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for unsticking engine poppet valves |
-
2019
- 2019-01-11 DE DE102019100577.9A patent/DE102019100577B3/de active Active
- 2019-12-09 WO PCT/EP2019/084251 patent/WO2020143968A1/de active Application Filing
- 2019-12-09 CN CN201980074137.2A patent/CN112996997B/zh active Active
- 2019-12-09 US US17/297,334 patent/US11384676B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030097873A1 (en) | 2001-11-26 | 2003-05-29 | Gopichandra Surnilla | System and method for determining degradation of an exhaust gas sensor in an engine |
DE10260721A1 (de) | 2002-12-23 | 2004-07-29 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose der dynamischen Eigenschaften einer zur zylinderindividuellen Lambdaregelung verwendeten Lambdasonde |
DE102005038492A1 (de) | 2005-08-13 | 2007-02-15 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Offsetbestimmung eines berechneten oder gemessenen Lambdawertes |
DE102014218430A1 (de) | 2014-09-15 | 2016-03-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erkennung von defekten Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020110396A1 (de) | 2020-04-16 | 2021-10-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erkennung von defekten Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors |
DE102021114932A1 (de) | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine sowie Steuereinheit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11384676B2 (en) | 2022-07-12 |
CN112996997A (zh) | 2021-06-18 |
CN112996997B (zh) | 2023-04-18 |
WO2020143968A1 (de) | 2020-07-16 |
US20210355854A1 (en) | 2021-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1228301B1 (de) | Verfahren zum überprüfen eines abgaskatalysators einer brennkraftmaschine | |
DE102009056790B4 (de) | Diagnostiksystem und -Verfahren für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Motor mit Direkteinspritzung | |
DE102008001569B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde | |
DE102019100577B3 (de) | Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug | |
DE102006044073B4 (de) | Verwendung einer elektronischen Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug | |
DE102015108515B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Sauerstoffsensors | |
DE102009008347A1 (de) | Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine | |
DE102013201734A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasondenanordnung im Abgassystem einer Brennkraftmaschine | |
DE19733107C2 (de) | Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde | |
EP1715165A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerdiagnose für Verbrennungsmotoren | |
WO2005078263A1 (de) | Verfahren zur zylindergleichstellung bezüglich der kraftstoff-einspritzmengen bei einer brennkraftmaschine | |
DE102004017274B4 (de) | Verbesserte Diagnose eines mehrreihigen, katalytischen Abgassystems | |
EP1770384A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers | |
WO2017021183A1 (de) | Verfahren zur erkennung fehlerhafter komponenten eines kraftstoffeinspritzsystems | |
DE102013227023A1 (de) | Verfahren zur Zylindergleichstellung einer lambdageregelten Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs | |
DE102011081634B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Fehlers in einem Abgasrückführungssystem | |
DE4333412A1 (de) | Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Lambdasonden | |
DE102019213092A1 (de) | Verfahren zur Diagnostik von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine | |
DE102010018007B4 (de) | Steuerungssystem und Verfahren zur Detektion einer Sensorsignalbereichsüberschreitung | |
DE102008042605B4 (de) | Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit mindestens eines Einspritzventils | |
DE10138045B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur CPU-Diagnose | |
WO2017194570A1 (de) | Verfahren zur bestimmung eines wassergehalts im abgas eines antriebsystems | |
DE102013220814B3 (de) | Diagnoseverfahren und Diagnoseeinrichtung zum Erkennen eines defekten Kraftstoffinjektors einer Verbrennungskraftmaschine | |
DE102014200360A1 (de) | Elektronische Steuereinrichtung zur Erkennung von Gemischunterschieden in einer Brennkraftmaschine | |
DE102019127243A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |